[0001] Die Erfindung betrifft einen Ausstosskopf für eine Ausstossvorrichtung einer Verschliessmaschine,
eine Ausstossvorrichtung für eine Verschliessmaschine sowie eine Verschliessmaschine
zum Verschliessen eines Behälters gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs
der jeweiligen Kategorie.
[0002] Zur Erläuterung eines bekannten Ausstosskopfes wird im Folgenden auf die Fig. 1 und
Fig. 2 Bezug genommen, anhand derer der Stand der Technik näher beschrieben wird.
Zur Unterscheidung des Standes der Technik von der vorliegenden Erfindung sind die
Bezugszeichen, die sich auf Merkmale von bekannten Beispielen beziehen mit einem Hochkomma
versehen, während Merkmale erfindungsgemässer Ausführungsbeispiele mit Bezugszeichen
versehen sind, die kein Hochkomma tragen.
[0003] Fig. 1 zeigt den Aufbau eines bekannten Ausstosskopfes 1' und Fig. 2 den bekannten
Ausstosskopf 1' aus Fig. 1 im Betrieb.
[0004] Gemäss Fig.1 umfasst der Ausstosskopf 1' ein Trägerelement 2' mit einer Trägerachse
3' und einem Gleitende 4', und ein Gleitelement 5' zum Gleiten des Trägerelements
2' entlang eines Gleitprofils der Verschliessmaschine. Das Gleitelement 5' ist dabei
am Gleitende 4' angeordnet und kann eine im Wesentlichen in Richtung der Trägerachse
3' wirkende Kraft auf das Trägerelement 2' übertragen. Bei dem bekannten Ausstosskopf
1' weist das Gleitelement 5' eine abgerundete Oberfläche auf.
[0005] Im Betrieb ist der Ausstosskopf 1' mit einer Ausstossstange verbunden. Der Ausstosskopf
1' und die Ausstossstange bilden dabei einen Teil einer Ausstossvorrichtung. Über
das Trägerelement kann die Kraft auf die Ausstossstange übertragen werden.
[0006] Fig. 2 zeigt den bekannten Ausstosskopf 1' im Betrieb. Dabei gleitet der Ausstosskopf
1' mit dem Gleitelement 5' entlang eines Gleitprofils 6' der Verschliessmaschine.
Um die beiden Funktionen des Behälterniederhaltens und des Behälteraustossens zu erzielen,
weist das Gleitprofil 6' zwei Abschnitte mit erhöhtem Niveau auf. Dabei entspricht
der eine Abschnitt mit erhöhtem Niveau des Gleitprofils 6'der Funktion des Behälterniederhaltens,
bei welcher der zu verschliessende Behälter für den Verschliessvorgang mittels der
Ausstossvorrichtung gehalten und für den Deckelverschluss zentriert wird, und der
andere Abschnitt mit erhöhtem Niveau des Gleitprofils 6' der Funktion des Behälteraustossens,
bei welcher der verschlossene Behälter mittels der Ausstossvorrichtung aus der Verschliessmaschine
ausgestossen wird. Während des Behälterniederhaltens und des Behälteraustossens wird
der Ausstosskopf 1' entlang des Gleitprofils 6' bewegt und kann dabei auch um seine
Trägerachse 3' rotieren. Die abgerundete Oberfläche des Gleitelements 5' führt eine
Gleitbewegung entlang des Gleitprofils 6' aus. Dabei wird die abgerundete Oberfläche
über einen Ölstrahl (nicht gezeigt) geschmiert, so dass sich zwischen der abgerundeten
Oberfläche und dem Gleitprofil 6' ein Schmierfilm aufbaut.
[0007] Ein wesentlicher Nachteil des bekannten Ausstosskopfes besteht darin, dass die von
ihm durchgeführte Bewegung entlang des Gleitprofils grundsätzlich eine Gleitbewegung
ist. Diese Gleitbewegung führt zu einem erhöhten Verschleiss des Gleitprofils und
des Gleitelements. Zudem besteht die Gefahr, dass der Schmierfilm zwischen dem Gleitprofil
und dem Gleitelement abreisst. Beides führt zu einer erhöhten Belastung der Verschliessmaschine
durch Schwingungen, was sich negativ auf die Laufruhe und den Energieverbrauch der
Verschliessmaschine auswirkt. Insbesondere der erhöhte Verschleiss hat zur Folge,
dass das Gleitprofil und/oder das Gleitelement häufig ausgetauscht werden müssen.
Zudem macht die Gefahr des Abreissens des Schmierfilms eine aufwändige Schmierung
notwendig.
[0008] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der Erfindung einen
Ausstosskopf für eine Ausstossvorrichtung einer Verschliessmaschine, eine Ausstossvorrichtung
für eine Verschliessmaschine und eine entsprechende Verschliessmaschine zum Verschliessen
eines Behälters vorzuschlagen, welche mit einem verringerten Verschleiss einhergehen,
einen reduzierten Energieverbrauch hervorrufen, eine verbesserte und vereinfachte
Schmierbarkeit mit sich bringen und eine erhöhte Laufruhe aufweisen.
[0009] Die diese Aufgabe lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des
unabhängigen Patentanspruchs der jeweiligen Kategorie gekennzeichnet.
[0010] Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
[0011] Die Erfindung betrifft somit einen Ausstosskopf für eine Ausstossvorrichtung einer
Verschliessmaschine zum Verschliessen eines Behälters, umfassend ein Trägerelement
mit einer Trägerachse und einem Gleitende, und ein Gleitelement zum Gleiten des Trägerelements
entlang eines Gleitprofils der Verschliessmaschine, wobei das Gleitelement an dem
Gleitende angeordnet ist und über das Gleitelement eine im Wesentlichen in Richtung
der Trägerachse wirkende Kraft auf das Trägerelement übertragbar ist.
[0012] Erfindungsgemäss ist das Gleitelement als ein rotierbarer Wälzkörper ausgebildet,
so dass das Trägerelement im Betriebszustand über den rotierbaren Wälzkörper entlang
des Gleitprofils abgerollt werden kann.
[0013] D.h im Rahmen dieser Erfindung führt das Gleitelement am Gleitprofil eine Abrollbewegung
durch. Um die Abrollbewegung durchzuführen, kann das Gleitelement relativ zum Trägerelement
frei rotieren. Dies im Wesentlichen um zwei verschiedene Achsen. Zum einen um die
Trägerachse. Zum anderen aber auch um eine Achse, welche senkrecht zur Bewegungsrichtung
steht und während der Bewegung des Gleitelements am Gleitprofil variiert. Dies im
Unterschied zum Stand der Technik, wo das Gleitelement starr mit dem Trägerelement
verbunden ist und eine reine Gleitbewegung am Gleitprofil durchführt.
[0014] Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Ausstosskopfes liegt darin, dass
aufgrund der Abrollbewegung des Gleitelements am Gleitprofil der Verschleiss von Gleitelement
und Gleitprofil verringert wird. Hierdurch kann die Einsatzdauer des Ausstosskopfes
und des Gleitprofils bzw. die Wechselintervalle des Ausstosskopfes und des Gleitprofils
verlängert werden. Zudem wird durch die Abrollbewegung des Gleitelements am Gleitprofil
eine erhöhte Laufruhe erzielt, was zu einer Reduktion des Energieverbrauchs der Verschliessmaschine
und zu einer verringerten Belastung der Verschliessmaschine durch Schwingungen führt.
Auch wird durch den erfindungsgemässen Ausstosskopf die Schmierbarkeit des Ausstosskopfes
verbessert und die Schmierung vereinfacht.
[0015] In einem für die Praxis sehr wichtigen Ausführungsbeispiel umfasst der Ausstosskopf
zusätzlich ein Lagerelement, über welches der rotierbare Wälzkörper an dem Trägerelement
gelagert ist. Aufgrund des Lagerelements wird die Schmierung des Wälzkörpers vereinfacht,
die Abrollbewegung des Wälzkörpers verbessert, der Verschleiss von Wälzkörper und
Gleitprofil reduziert und die Wärmeentwicklung an Wälzkörper und Gleitprofil verringert.
Zudem wird durch das Lagerelement die Positionierung des Wälzkörpers am Ausstosskopf
verbessert.
[0016] Als vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn das Lagerelement lösbar mit dem
Trägerelement verbunden ist. Hierdurch kann das Lagerelement separat ausgetauscht
werden, wodurch Kosten an der Verschliessmaschine reduziert werden können.
[0017] Weiter ist es von Vorteil, wenn das Lagerelement und/oder der rotierbare Wälzkörper
eine gehärtete Oberfläche, insbesondere eine Hartbeschichtung aufweist. Hierdurch
kann der Verschleiss des Lagerelements und/oder des rotierbaren Wälzkörpers reduziert
werden, was eine erhöhte Einsatzdauer des Lagerelements und/oder des rotierbaren Wälzkörpers
zur Folge hat.
[0018] Auch ist es von Vorteil, wenn das Lagerelement und/oder der rotierbare Wälzkörper
aus Metall und/oder Kunststoff und/oder einem keramischen Material und/oder einem
Verbundmaterial sind. Auch hierdurch kann der Verschleiss des Lagerelements und/oder
des rotierbaren Wälzkörpers reduziert werden, was eine erhöhte Einsatzdauer des Lagerelements
und/oder des rotierbaren Wälzkörpers zur Folge hat.
[0019] In einem weiteren für die Praxis sehr wichtigen Ausführungsbeispiel umfasst der Ausstosskopf
zusätzlich ein Halteelement, über welches der rotierbare Wälzkörper im Lagerelement
gehalten ist. Aufgrund des Halteelements wird eine verbesserte Sicherung des Wälzkörpers
am Ausstosskopf erzielt. Zudem wird eine verbesserte Schmierbarkeit des Wälzkörpers
erreicht.
[0020] In der Praxis hat es sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, wenn der rotierbare
Wälzkörper als eine Kugel oder ein Ellipsoid ausgebildet ist.
[0021] Hierdurch wird eine optimale lineare und auch axiale Abrollbewegung des Ausstosskopfes
am Gleitprofil sichergestellt.
[0022] Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Ausstosskopf zusätzlich ein Federelement
umfasst, über welches der rotierbare Wälzkörper im Betriebszustand gegen das Gleitprofil
gepresst werden kann. Mittels des Federelements wird ein kontinuierlicher Kontakt
zwischen dem Wälzkörper und dem Gleitprofil sichergestellt. Zudem kann über das Federelement
die Kontaktkraft eingestellt werden, mit welcher der Wälzkörper am Gleitprofil anliegt.
Auch können über das Federelement Unebenheiten des Wälzkörpers und/oder des Gleitprofils
kompensiert werden, was eine erhöhte Laufruhe der Verschliessmaschine zur Folge hat.
[0023] In der Praxis hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Federelement als
eine Spiralfeder ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine vereinfachte Konstruktion des
Ausstosskopfes.
[0024] Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Ausstossvorrichtung für eine Verschliessmaschine
zum Verschliessen eines Behälters, mit einer Ausstossstange und einem erfindungsgemässen
Ausstosskopf.
[0025] Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Verschliessmaschine zum Verschliessen
eines Behälters, umfassend eine Ausstossvorrichtung und ein Gleitprofil, wobei die
Ausstossvorrichtung eine Ausstossstange und einen Ausstosskopf umfasst, und der Ausstosskopf
ein Gleitelement aufweist, das als ein rotierbarer Wälzkörper ausgebildet ist, und
über welchen der Ausstosskopf im Betriebszustand entlang des Gleitprofils abgerollt
werden kann.
[0026] In einem für die Praxis sehr wichtigen Ausführungsbeispiel weist das Gleitprofil
eine zur Aufnahme und/oder Führung des rotierbaren Wälzkörpers geeignete Nut auf.
Hierdurch kann die Hertzsche Pressung zwischen Wälzkörper und Gleitprofil verringert
werden. Zudem kann die Abrollbewegung und Führung des Wälzkörpers am Gleitprofil verbessert
werden.
[0027] Auch ist es von Vorteil, wenn das Gleitprofil eine gehärtete Oberfläche, insbesondere
eine Hartbeschichtung aufweist. Hierdurch kann der Verschleiss des Gleitprofils reduziert
werden bzw. die Einsatzdauer des Gleitprofils erhöht werden.
[0028] Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gleitprofil aus Metall und/oder
Kunststoff und/oder einem keramischen Material und/oder einem Verbundmaterial ist.
Auch hierdurch kann der Verschleiss des Gleitprofils reduziert werden bzw. die Einsatzdauer
des Gleitprofils erhöht werden.
[0029] Bevorzugt, aber nicht notwendig, kann die Verschliessmaschine zusätzlich ein Gleitprofilträger
umfassen mit welchem das Gleitprofil lösbar verbunden ist. Das Gleitprofil kann so
separat an der Verschliessmaschine ausgetauscht werden, was eine Kostenreduktion der
Verschliessmaschine zur Folge hat.
[0030] Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen bekannten Ausstosskopf aus dem Stand der Technik,
- Fig. 2
- den bekannten Ausstosskopf aus Fig. 1 im Betrieb an einem Gleitprofil,
- Fig.3
- ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ausstosskopfes,
- Fig.4
- ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Ausstossvorrichtung mit einer Ausstossstange
und einem Ausstosskopf nach Fig.3,
- Fig.5
- den erfindungsgemässen Ausstosskopf nach Fig. 3 im Betrieb an einem Gleitprofil und
- Fig.6
- eine Detailansicht X nach Fig. 5.
[0031] Wie bereits erwähnt, zeigen Fig. 1 und Fig.2 den Stand der Technik und wurden bereits
eingangs eingehend erläutert, so dass hier auf eine weitere Diskussion verzichtet
werden kann.
[0032] Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ausstosskopfes,
der im Folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird. Die in den Fig.
3 bis Fig. 6 verwendeten Bezugszeichen tragen dabei kein Hochkomma, da sich diese
Figuren auf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen. Wie bereits
oben erwähnt, tragen nur die Bezugszeichen der Fig. 1 und 2 ein Hochkomma, da sich
diese auf den bekannten Stand der Technik beziehen.
[0033] Gemäss Fig.3 umfasst der Ausstosskopf 1 ein Trägerelement 2 mit einer Trägerachse
3 und einem Gleitende 4, und ein Gleitelement 5 zum Gleiten des Trägerelements 2 entlang
eines Gleitprofils der Verschliessmaschine. Das Gleitelement 5 ist dabei am Gleitende
4 angeordnet und kann eine im Wesentlichen in Richtung der Trägerachse 3 wirkende
Kraft auf das Trägerelement 2 übertragen. Das Gleitelement 5 ist als ein rotierender
Wälzkörper in Form einer Kugel ausgebildet. Der Ausstosskopf 1 umfasst zusätzlich
ein Lagerelement 7 und ein Halteelement 8, über welche der rotierbare Wälzkörper 5
an dem Trägerelement 2 gelagert bzw. gehalten ist.
[0034] Fig. 4 zeigt den Ausstosskopf 1 aus Fig. 3 und eine Ausstossstange 9, mit welcher
der Ausstosskopf 1 lösbar verbunden ist. Der Ausstosskopf 1 und die Ausstossstange
9 bilden dabei einen Teil einer Ausstossvorrichtung 10 einer nicht gezeigten Verschliessmaschine
zum Verschliessen von Behältern. Über den Ausstosskopf 1 kann im Betrieb eine Kraft
auf die Ausstossstange 9 übertragen werden. Die Ausstossvorrichtung 10 ist in einer
Aufnahme 11 der Verschliessmaschine entlang ihrer Längsachse 12 verschiebbar gelagert
und um die Längsachse 12 drehbar gelagert. Die Aufnahme 11 ist wiederum über Aufnahmelager
(nicht gezeigt) in einer Haltvorrichtung (nicht gezeigt) der Verschliessmaschine drehbar
gelagert.
[0035] Am oberen Ende der Aufnahme 11 ist ein erster Zahnkranz 14 vorgesehen, der im Betrieb
mit einem zweiten Zahnkranz (nicht gezeigt) der Verschliessmaschine zusammenwirkt.
Über den ersten Zahnkranz 14 kann die Aufnahme 11 und die Ausstossvorrichtung 10 in
Eigenrotation versetzt werden. Die Bewegung der Aufnahme 11 und der Ausstossvorrichtung
10 entlang des Gleitprofils 6 wird hingegen über die Haltevorrichtung der Verschliessmaschine
erzeugt.
[0036] Fig. 5 zeigt die Ausstossvorrichtung 10 mit dem Ausstosskopf 1 nach Fig. 3 im Betrieb.
Dabei gleitet der Ausstosskopf 1 mit dem rotierenden Wälzkörper 5 entlang des Gleitprofils
6 der Verschliessmaschine, welches mit einem Gleitprofilträger 15 der Verschliessmaschine
verbunden ist. Um die beiden Funktionen des Behälterniederhaltens und des Behälteraustossens
zu erzielen, weist das Gleitprofil 6' zwei Abschnitte mit erhöhtem Niveau auf. Dabei
entspricht der eine Abschnitt mit erhöhtem Niveau des Gleitprofils 6'der Funktion
des Behälterniederhaltens, bei welcher der zu verschliessende Behälter für den Verschliessvorgang
mittels der Ausstossvorrichtung gehalten und für den Deckelverschluss zentriert wird,
und der andere Abschnitt mit erhöhtem Niveau des Gleitprofils 6' der Funktion des
Behälteraustossens, bei welcher der verschlossene Behälter mittels der Ausstossvorrichtung
aus der Verschliessmaschine ausgestossen wird. Während des Behälterniederhaltens und
des Behälteraustossens wird der Ausstosskopf 1 entlang des Gleitprofils 6 bewegt und
kann dabei auch um die Längsachse 12 der Ausstossvorrichtung 10 rotieren. Der rotierende
Wälzkörper 5 führt am Gleitprofil 6 eine Abrollbewegung durch. Um die Abrollbewegung
durchzuführen, kann der rotierende Wälzkörper 5 relativ zum Trägerelement 2 frei rotieren
und dabei um im Wesentlichen zwei verschiedene Achsen rotieren. Zum einen um die Trägerachse
3. Zum anderen aber auch um eine Achse, die senkrecht zur Bewegungsrichtung steht
und entsprechend der Bewegungsrichtung während der Bewegung des rotierenden Wälzkörpers
5 am Gleitprofil 6 variiert. Dies im Unterschied zum Stand der Technik, wo das Gleitelement
5' starr mit dem Trägerelement 2' verbunden ist und eine reine Gleitbewegung am Gleitprofil
durchführt.
[0037] Fig. 6 zeigt eine Detailansicht X nach Fig. 5. Aus dieser geht hervor, dass das Gleitprofil
6 zur Aufnahme und/oder Führung des rotierbaren Wälzkörpers 5 eine geeignete Nut bzw.
Rille 16 aufweist. Aufgrund der Nut bzw. Rille 16 kann die Hertzsche Pressung zwischen
dem rotierenden Wälzkörper 5 und dem Gleitprofil 6 verringert werden. Zudem kann die
Abrollbewegung und Führung des rotierenden Wälzkörpers 5 am Gleitprofil 6 verbessert
werden.
1. Ausstosskopf (1) für eine Ausstossvorrichtung (10) einer Verschliessmaschine zum Verschliessen
eines Behälters, umfassend ein Trägerelement (2) mit einer Trägerachse (3) und einem
Gleitende (4), und ein Gleitelement (5) zum Gleiten des Trägerelements (2) entlang
eines Gleitprofils (6) der Verschliessmaschine, wobei das Gleitelement (5) an dem
Gleitende (4) angeordnet ist und über das Gleitelement (5) eine im Wesentlichen in
Richtung der Trägerachse (3) wirkende Kraft auf das Trägerelement (2) übertragbar
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (5) als ein rotierbarer Wälzkörper ausgebildet ist, so dass das
Trägerelement (2) im Betriebszustand über den rotierbaren Wälzkörper (5) entlang des
Gleitprofils (6) abgerollt werden kann.
2. Ausstosskopf nach Anspruch 1, wobei der Ausstosskopf (1) zusätzlich ein Lagerelement
(7) umfasst, über welches der rotierbare Wälzkörper (5) an dem Trägerelement (2) gelagert
ist.
3. Ausstosskopf nach Anspruch 2, wobei das Lagerelement (7) lösbar mit dem Trägerelement
(2) verbunden ist.
4. Ausstosskopf nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Lagerelement (7) und/oder der rotierbare
Wälzkörper (5) eine gehärtete Oberfläche, insbesondere eine Hartbeschichtung aufweist.
5. Ausstosskopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Lagerelement (7) und/oder
der rotierbare Wälzkörper (5) aus Metall und/oder Kunststoff und/oder einem keramischen
Material und/oder einem Verbundmaterial ist.
6. Ausstosskopf nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Ausstosskopf (1) zusätzlich
ein Halteelement (8) umfasst, über welches der rotierbare Wälzkörper (5) im Lagerelement
(7) gehalten ist.
7. Ausstosskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der rotierbare Wälzkörper (5)
eine Kugel oder ein Ellipsoid ist.
8. Ausstosskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Ausstosskopf (1) zusätzlich
ein erstes Federelement umfasst, über welches der rotierbare Wälzkörper (5) im Betriebszustand
gegen das Gleitprofil (6) gepresst werden kann.
9. Ausstosskopf nach Anspruch 8, wobei das erste Federelement als eine Spiralfeder ausgebildet
ist.
10. Ausstossvorrichtung für eine Verschliessmaschine zum Verschliessen eines Behälters,
mit einer Ausstossstange (9) und einem Ausstosskopf (1) nach einem der Ansprüche 1
bis 9.
11. Verschliessmaschine zum Verschliessen eines Behälters, umfassend eine Ausstossvorrichtung
(10) nach Anspruch 10 und ein Gleitprofil (6), wobei die Ausstossvorrichtung (10)
eine Ausstossstange (9) und einen Ausstosskopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
9 umfasst, und der Ausstosskopf (1) ein Gleitelement (5) aufweist, das als ein rotierbarer
Wälzkörper (5) ausgebildet ist, über welchen der Ausstosskopf (1) im Betriebszustand
entlang des Gleitprofils (6) abgerollt werden kann.
12. Verschliessmaschine nach Anspruch 11, wobei das Gleitprofil (6) eine zur Aufnahme
und/oder Führung des rotierbaren Wälzkörpers (5) geeignete Nut (16) aufweist.
13. Verschliessmaschine nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Gleitprofil (6) eine gehärtete
Oberfläche, insbesondere eine Hartbeschichtung aufweist.
14. Verschliessmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Gleitprofil (6)
aus Metall und/oder Kunststoff und/oder einem keramischen Material und/oder einem
Verbundmaterial ist.
15. Verschliessmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Verschliessmaschine
zusätzlich einen Gleitprofilträger (15) umfasst, und das Gleitprofil (6) lösbar mit
dem Gleitprofilträger (15) verbunden ist.